Chương 2
Máy tính
http://fit.lqdtu.edu.vn/~trangdld/info.aspx
Company LOGO
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 1
Mục tiêu
Hiểu được vai trò của máy tính trong
tương tác người máy
Các thành phần cơ bản ảnh hưởng tới
quá trình tương tác
Ý nghĩa đối với người thiết kế phần mềm
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 2
Nội dung
1. Tổng quan về máy tính và ý nghĩa trong tương
tác người máy
2. Thiết bị nhập dữ liệu văn bản 3. Thiết bị định vị, trỏ và vẽ 4. Thiết bị hiển thị 5. Thực tại ảo và tương tác 3D 6. Điều khiển vật lý, cảm biến 7. Bộ nhớ 8. Xử lý và mạng thông tin 9. Thảo luận
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 3
1
Tổng quan về máy tính và ý nghĩa trong tương tác người máy
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 4
1. Máy tính
Hệ thống máy tính được tạo lên từ nhiều
thành phần
Mỗi thành phần trong đó đều ảnh hưởng
tới quá trình tương tác
- Thiết bị nhập dữ liệu: ký tự và con trỏ - Thiết bị xuất dữ liệu: màn hình (to hay
nhỏ), bảng điện tử
- Thực tại ảo: các tương tác đặc biêt và
các thiết bị hiển thị
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 5
Máy tính (tiếp)
- Tương tác vật lý – vd: âm thanh, cảm
giác, …
- Giấy: đóng vai trò đầu ra dữ liệu (máy in)
và dữ liệu đầu vào (scan)
- Bộ nhớ: RAM, ổ cứng, … ảnh hưởng tới khả năng lưu trữ cũng như khả năng truy cập
- Bộ xử lý: tốc độ xử lý, tốc độ truyền thông
qua mạng
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 6
Tương tác với máy tính
Để hiểu được tương tác người máy, ta
phải hiểu về máy tính.
Thông tin ra, vào như thế nào? Thiết bị, cảm biến, …
Khả năng của máy tính? Xử lý, bộ nhớ, …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 7
Một hệ máy tính thông thường
• Màn hình, hiển thị trên đó là các cửa sổ chương trình. •Bàn phím •Con chuột, hoặc touchpad • Có rất nhiều các hệ thống máy tính: Máy bàn, MTXT, Smartphone, … Mỗi loại thiết bị sẽ quyết định kiểu (style) tương tác mà hệ thống hỗ trợ Với mỗi loại thiết bị khác nhau thì cần có những giao diện hỗ trợ một kiểu tương tác khác nhau
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 8
Máy tính ở đâu!
Trong nhà bạn có bao nhiêu máy tính?
Có máy tính trong túi xách của bạn không?
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 9
Sự tương tác?
Các hệ thống cũ Xử lý theo gói (batch
Hiện tại và tương lai Xử lý có tương tác
(online)
processing)
“nhanh hơn = tốt hơn?”
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 10
Các loại hình tương tác
• Các loại hình tương tác đa dạng, phát triển dựa trên sự ra đời của các loại thiết bị, cảm biến…
• Camera • Hiển thị 3D • Thiết bị đọc suy nghĩ (tương lai gần)
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 11
Thiết bị nhập dữ liệu văn bản
2
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 12
Thiết bị nhập văn bản
Bàn phím PC Phone Chord Handwriting Đồng bộ tiếng nói
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 13
Bàn phím
Thiết bị nhập văn
bản cơ bản và phổ biến nhất
Cho phép nhập dữ liệu với tốt độ cao, ổn định.
Kết nối có dây hoặc không dây với máy tính trong phạm vi gần
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 14
Bàn phím - Các kiểu bố trí
Kiểu bố trí (layout) QWERTY là chuẩn bố trí bàn phím phổ biến nhất hiện nay, tuy nhiên: QWERTY được thiết kế cho tiếng anh là một ngôn ngữ không có dấu cần các scripts thay thế
đánh máy, nó “thuận tay trái”
Mặc dù có những kiểu bố trí khác tối ưu
hơn nhưng lịch sử khó thay đổi.
QWERTY không phải kiểu bố trí tốt ưu cho
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 15
Bàn phím - Các kiểu bố trí
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 16
Các kiểu bố trí khác
Alphabetic
Kiểu bố trí bàn phím theo thứ tự bảng chữ cái
Chậm, khó sử dụng
Dvorak
Tăng tốc độ gõ nhờ giảm chuyển động của ngón tay
Được tất cả các HĐH
hỗ trợ
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 17
Các kiểu bố trí khác
Bàn phím đặc biệt Thiết kế để giảm thiểu mệt mỏi do RSI (chấn thương do các căng thẳng lặp đi lặp lại) Sử dụng 1 tay hoặc 2
tay
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 18
Bàn phím Chord
Chỉ có một vài phím – 4 hoặc
5.
Các ký tự hoặc lệnh được nhập vào dựa trên tổ hợp các phím được bấm Kích thước nhỏ gọn Dành cho các thiết bị
chuyên dụng, ứng dụng chuyên biệt.
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 19
Bàn phím điện thoại
Sử dụng các phím số với nhiều lần nhấn để thay đổi ký tự cần nhập So sánh với bàn phìm
QWERTY, nhanh/chậm?
Kiểu nhập liệu T9 – bộ
tiên đoán từ
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 20
Bàn phím số
Dùng để nhập dữ liệu số: calculator, PC keyboard
Điện thoại
1
2
3
7
8
9
4
5
6
4
5
6
7
8
9
1
2
3
#
0
. =
* 0
Không giống nhau!! ATM giống ĐT
telephone
calculator
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 21
Nhận dạng chữ viết tay
Ký tự có thể được nhập bằng cách sử
dụng bút và bảng điện tử (bảng cảm ứng)
Kiểu tương tác tự nhiên Tuy nhiên, ta gặp phải các vấn đề về kỹ
thuật: Việc nắm bắt các thông tin hữu ích – sự ngắt
nghỉ, lực nhấn, … một cách tự nhiên.
Phân chia các đoạn viết tay thành các ký tự Nhận dạng từng ký tự Phân biệt các phong cách viết khác nhau Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 22
Nhận dạng chữ viêt tay
Không còn bàn phím …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 23
Nhận dạng giọng nói
Hướng nghiên cứu đang phát triển mạnh Đã có những thành công nhất định
dạng ban đầu
Một người sử dụng – quá trình học, nhận
Hệ thống lệnh có giới hạn
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 24
Nhận dạng giọng nói
Các vấn đề cần giải quyết:
Nhiễu ồn Phát âm không chính xác Số lượng từ vựng khổng lồ Các chất giọng khác nhau
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 25
Thiết bị định vị, trỏ và vẽ
3
Mouse, touchpad, trackballs, joysticks, …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 26
Con trỏ chuột
Thiết bị điều khiển con trỏ
Tiện dụng Phổ biến
Có 2 đặc điểm chính:
(bấm, cuộn)
Di chuyển trên mặt phẳng Thường có 2 hoặc 3 phím
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 27
Con trỏ chuột (tiếp)
Mouse được đặt trên mặt
phẳng (bàn)
Chuyển động tương đối của con chuột được liên hệ với con trỏ trên màn hình máy tính
Dạng giao tiếp gián tiếp
khuất màn hình
Bản thân thiết bị không che
người dùng mới
Vấn đề phối hợp tay, mắt với
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 28
Con trỏ chuột (tiếp)
Cách thức làm việc của con chuột? Có 2 phương pháp xác định di chuyển: Cơ học: Sử dụng quả bóng biết di chuyển tự do trên mặt phẳng thành các xung thể hiện sự di chuyển trên 2 trục XY
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 29
Con trỏ chuột (tiếp)
Quang học:
Sử dụng đèn led, dựa trên sự thay đổi về
cường độ sáng để xác định chuyển động trên mặt XY
Ít bị ảnh hưởng của bụi bẩn.
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 30
Touchpad
Dạng bàn cảm ứng nhỏ, chạm để di
chuyển con trỏ chuột. Thường thấy ở laptop Cần chú ý tới điều chỉnh tốc độ đáp ứng
Con trỏ di chuyển dài Việc di chuyển tới đối tượng nhanh hơn
Tốc độ chạm nhanh
Con trỏ di chuyển ngắn Cho các ứng dụng đòi hỏi chính xác
Tốc độ chạm chậm
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 31
Trackball, thumbwheels
Trackball
Quả bóng quay bên trong
vỏ cố định
không gian đồ họa 3D, độ chính xác cao
Ứng dụng tương tác với
thiết bị di động Thumbwheel ?
Đôi khi sử dụng trên các
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 32
Màn cảm ứng
Xác định trỏ tay hoặc bút trên màn hình Có nhiều loại màn cảm ứng khác nhau: điện trở, điện dung, sóng cơ bề mặt … đơn và đa điểm.
Ưu điểm Nhược điểm
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 33
Các thiết bị khác
Light pen Joystick Keyboard nipple Digitizing table Eyegaze (điều khiển con trỏ bằng mắt)
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 34
Thiết bị hiển thị
4
Màn hình, giấy điện tử,
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 35
Hiển thị điểm ảnh
Hình ảnh được tạo lên từ các điểm ảnh
nhỏ
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 36
Hiển thị điểm ảnh (tiếp)
Độ phân giải:
Số điểm ảnh trên màn hình Mật độ điểm ảnh (pixel or dot per inch)
Tỷ lệ độ rộng và độ dài khung hình Độ sâu của màu:
thị
Số màu khác nhau mà màn hình có thể hiển
Số bit màu: 8 bits, 24 bits, …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 37
Hiển thị điểm ảnh (tiếp)
Hiện tượng răng cưa – Đường chéo bị ngắt gãy do việc xử lý quét theo chiều ngang
Chống răng cưa - mềm hóa các góc cạnh bằng cách sử dụng phương pháp bóng mờ
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 38
Hiển thị điểm ảnh (tiếp)
Cathode ray tube (CRT) Liquid crystal displays (LCD) Các loại màn hình lớn
Sử dụng cho trình chiếu, hội nghị Plasma, video wall, projecter, …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 39
Hiển thị công cộng
Các thiết bị hiển thị hình ảnh được đặt tại
các địa điểm công cộng To hoặc nhỏ Cho một nhóm nhỏ hoặc đám đông
Chỉ hiển thị hay có tương tác
Màn hình quảng cáo, tuyên truyền Màn hình các thiết bị công cộng (ATM, …)
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 40
Giấy điện tử (EPD)
Hiển thị dựa trên nguyên tắc phản xạ ánh
sáng (giống như giấy)
Cảm giác giống như đọc trên giấy thật Bị giới hạn về nội dung hiển thị (màu sắc,
tốc độ)
Mềm dẻo linh hoạt (vật lý)
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 41
Thực tại ảo và tương tác 3D
5
Định vị trong không gian 3 chiều
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 42
Định vị trong KG 3D
Buồng lái và điều khiển
giả lập
Con chuột 3D – chuyển
động 6 chiều: x,y,z + roll, pitch and yaw
Data glove VR helmets – xác định chuyển động của đầu, mắt
Định vị toàn bộ cơ thể
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 43
Chuyển động 6 chiều
yaw
roll
pitch
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 44
Hiển thị 3D
Có 3 loại hiển thị 3D:
3D trong không gian phẳng: hiệu ứng 3D nhờ các khối hình lập thể, chuyển động trên màn hình phẳng
góc quay của đầu, mắt tạo cảm giác về không gian 3D
Trường nhìn 3D: sự thay đổi góc nhìn theo
lệch góc nhìn giữa 2 mắt
Ảnh nổi: tạo hiệu ứng 3D dựa trên sự chênh
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 45
Hiển thị 3D (tiếp)
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 46
6
Điều khiển vật lý, cảm biến, …
Hiển thị chuyên dụng, đồng hồ Âm thanh, cảm giác, mùi Môi trường điều khiển vật lý và cảm biến
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 47
Hiển thị chuyên dụng
Hiển thị tương tự: quay số, đồng hồ, đèn,
…
Hiển thị số: Màn hình LCD nhỏ, đèn LED,.. Head-up display
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 48
Âm thanh
Các loại âm thanh báo hiệu: bíp, hú, … -> Thường dùng để thông báo lỗi, cảnh
báo, …
Âm thanh để phản hồi các hành động của người dùng: bấm phím, kích chuột, …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 49
Cảm giác, mùi
Cảm nhận thông qua kênh xúc giác
thường được sử dụng trong các hệ mô phỏng, game
Mùi hay vị giác còn rất hạn chế.
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 50
BMW iDrive
Menu Điều khiển mức Dễ dàng lựa chọn các thông số thông qua
cảm giác
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 51
Môi trường và cảm biến
Cảm biến ở khắp mọi nơi, được sử dụng
rộng rãi, phổ biến.
Sự dụng để thu nhận các thông số môi
trường cũng như con người Nhiệt độ Ánh sáng Màu sắc Nhịp tim …
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 52
Bộ xử lý và Bộ nhớ
7
Bộ nhớ ngắn hạn, dài hạn, tốc độ truy cập, dung lượng, định dạng. Tốc độ xử lý, xử lý song song
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 53
Bộ nhớ ngắn hạn - RAM
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên
Tốc độ truy cập nhanh Dữ liệu bị mất khi mất điện Băng thông lớn
Một vài loại bộ nhớ là non-volatile dùng để
lưu các thông tin cấu hình EEPROM Flash
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 54
Bộ nhớ dài hạn - Đĩa
Đĩa từ
Đĩa mềm Đĩa cứng (HDD)
Đĩa quang (DVD, CD, …) Ranh giới giữa bộ nhớ ngắn hạn và bộ
nhớ dài hạn dần bị xóa nhòa! FRAM SSD (Flash memory)
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 55
Tốc độ và dung lượng
Phần cứng
Phần mềm
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 56
Tốc độ xử lý
Tốc độ xử lý chỉ phụ thuộc vào tốc độ
xung nhịp của bộ vi xử lý? Các tập lệnh hỗ trợ đặc biệt
Xử lý tín hiệu Điều khiển bộ nhớ Cơ chế xử lý lệnh
Tiền xử lý Pipeline
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 57
Xử lý song song
Các nhà phát triển chương trình cũng cần quan tâm tới khả năng xử lý song song, đa luồng GPU Multithread
Tất cả đều ảnh hưởng tới chất lượng
tương tác.
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 58
Mạng
8
Khả năng truy cập Tương tác nội dung
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 59
Mạng máy tính
Cấu hình mạng
P2P LAN WAN
Băng thông, phương thức kết nối Môi trường (đối tượng) sử dụng mạng
Số lượng Nhu cầu Khả năng
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 60
Mạng máy tính (tiếp)
Một số vấn đề về kỹ thuật cần quan tâm:
Độ trễ mạng – phản hồi chậm Xung đột truy cập – quá nhiều đối tượng truy
cập
Các yếu tố không dự đoán được – sự cố
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 61
Mạng và tính tương tác
Không chỉ là tương tác đơn thuần giữa 1
người sử dụng và máy tính
Đó là “đa tương tác”
Đối tượng Thiết bị Nội dung
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 62
Thảo luận
9
Bạn cần tìm hiểu gì?
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 63
Câu hỏi thảo luận
1. Sự ảnh hưởng của các thiết bị nhập dữ liệu tới thiết kế phần mềm như thế nào? 2. Giao diện của một chương trình quan hệ
thế nào với thiết bị hiển thị?
3. Sự khác nhau giữa tương tác online và
tương tác offline?
4. Bạn hiểu thế nào về tính đa tương tác khi thiết kế chương trình trên môi trường mạng?
Đặng Lê Đình Trang - IS.FIT.MTA 64
